Siedlungsprojekte und Quartierslösungen mit Wärmepumpe

Überblick

Anregungen

Referenzobjekte

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INHALTVorwort ................................................................................................................................................................. 3

Einleitung: Wärmekonzepte, die mit der Zukunft gehen ................................................................................... 5

Projekt 1 GREVEN ................................................................................................................................ 8

Projekt 2 BERLIN-KARLSHORST ................................................................................................... 10

Projekt 3 FRANKFURT AM MAIN ................................................................................................ 12

Projekt 4 BERLIN-LICHTERFELDE .............................................................................................. 14

Projekt 5 TROISDORF ...................................................................................................................... 16

Projekt 6 DOLLNSTEIN ................................................................................................................... 17

Projekt 7 DRAMMEN / NORWEGEN ........................................................................................... 18

Projekt 8 WIEN / ÖSTERREICH .................................................................................................... 19

IMPRESSUM

Die Inhalte der Broschüre wurden sorgfältig erarbeitet. Dabei wurde Wert

auf zutreffende und aktuelle Informationen gelegt. Dennoch ist jegliche Haf-

tung für Aktualität, Richtigkeit und Vollständigkeit der Informationen ausge-

schlossen.

Copyright: Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

Redaktion: Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

Layout / Grafiken:  Marit Roloff Grafik Design, Berlin; 

Tony Krönert, BWP Marketing & Service GmbH

Quellennachweis: Stadtwerke Troisdorf, BWP e.V., European Heat Pump

Association AISBL, Ratiotherm Heizung + Solartechnik

GmbH & Co. KG, Stiebel Eltron GmbH & Co. KG, tewag

GmbH, deematrix Energiesysteme GmbH, Ochsner

Wärmepumpen GmbH, Wien Energie GmbH

Stand: 09-2017

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VORWORTMit diesem Heft möchten wir Ihnen einige Beispiele aus der Praxis vorstellen, bei denen die Wärmever-sorgung ganzer Quartiere, Neubau wie Bestand, mithilfe von Wärmepumpen erfolgt.

Bei neugebauten Ein- und Zweifamilienhäusern ist die Wärmepumpe schon zum Standard-Heizgerät geworden. Anders sieht es hingegen bei Mehrfamili-enhäusern, im gewerblichen Bereich und im Gebäu-debestand aus. Hier wird die Wärmepumpe noch zu selten als ideale Technologie angesehen. Dabei ist das in vielen Fällen kein Problem, wie wir Ihnen in dieser Publikation zeigen möchten.

Gerade Kommunen, Projektentwickler, Stadtwerke und andere Energieversorger haben bei der Er-richtung oder Modernisierung von Quartieren und Siedlungen die Chance, den Klimaschutz massiv vo-ranzutreiben – und ganz nebenbei zukunftsfähige Geschäftsmodelle mit langfristigen Kundenbezie-hungen zu etablieren.

Die Wärmepumpe wird im Geschossbau, in Wär-menetzen oder im Gewerbe vielerorts schon sehr erfolgreich eingesetzt. Ob Grundwasser, Abwasser, Nahwärme oder Kaskaden, für jedes Großobjekt lässt sich eine individuelle Lösung mit Wärmepumpe finden. Dabei kann die Wärmepumpe gleichzeitig auch zum Kühlen eingesetzt werden. Und das Beste: Geld vom Staat gibt es auch noch! Lassen Sie sich auf den folgenden Seiten inspirieren…

Ihr Martin Sabel Geschäftsführer Bundesverband Wärmepumpe e. V.

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WÄRMEKONZEPTE, DIE MIT DER ZUKUNFT GEHEN

Wärmenetzlösungen mit Wärmepumpen in Siedlungen und Quartieren

Wärmepumpen kennt man bisher vor allem als de-zentrales Heizsystem – ein Einfamilienhaus, eine Wärmequelle, eine Wärmepumpe. Weniger bekannt ist: Auch als Teil von Wärmenetzen zur Versorgung ganzer Siedlungen oder Quartiere können Wärme-pumpen eingesetzt werden. Diese intelligenten Lösungen erfreuen sich immer größerer Beliebt-heit bei Städten, Kommunen und Projektträgern. Dabei wird die Wärme aus einer oder mehreren Wärmequellen gewonnen und dann durch ein Wär-menetz an die umliegenden Gebäude verteilt. So können beispielsweise eng bebaute Siedlungen re-generative Wärme nutzen, ohne auf jedem einzel-nen Grundstück eine Wärmequelle erschließen zu müssen.

Um die Häuser auf diese Weise zu beheizen bie-ten sich zwei Möglichkeiten an: Bei der klassischen Nahwärme wird die gewonnene Wärme mittels Großwärmepumpe zentral auf das benötigte Tem-peraturniveau gehoben und dann mittels Überga-bestationen in die Heizsysteme der Häuser einge-speist. Die Temperaturen im Nahwärmenetz sind daher entsprechend hoch. Bei dieser Lösung steht im Gebäude selbst keine Wärmepumpe.

Eine Alternative ist die sogenannte kalte Nahwärme. Dabei wird die Wärme auf niedrigem Temperatur-niveau in das Netz gespeist und erst im Gebäude von einer Wärmepumpe auf die benötigte Tempe-ratur gebracht. Die Wärmepumpe ersetzt bei die-sem Konzept die Übergabestation. So können die Systemtemperaturen des Netzes niedrig gehalten werden. Wärmeverluste lassen sich auf diese Weise vermeiden und eine hohe Systemeffizienz wird si-chergestellt. In einigen Stadtbezirken werden auf

diese Weise auch Neubaugebiete mit Bestandsquar-tieren verknüpft.

Es gibt eine Vielzahl denkbarer Wärmequellen:

è Erdwärme, gewonnen durch Sonden oder Kollektoren

è Grundwasser, das über Brunnen nutzbar gemacht wird

è Abwärme von Kühlanlagen, Industriebetrieben, Rechenzentren o. ä.

è Abwasser, das mit konstant hohen Temperaturen durch die Kanalisation fließt

è Solarthermie, insbesondere große Freiflächenanlagen

è Bioenergie- oder KWK-Anlagen

Auch können mehrere Wärmequellen kombiniert werden und sich gegenseitig ergänzen.

Viele Energieversorgungsunternehmen sprin-gen schon heute auf den Zug der Nahwärme auf, denn so können sie ganze Quartiere um-weltfreundlich mit Wärme versorgen – mit ver-gleichsweise geringem Aufwand. Für Nahwärme mit Wärmepumpen kann auf fossile Wärmeträ-ger verzichtet werden – das reduziert CO2-Emis-sionen und sorgt für mehr Unabhängigkeit. Die Antriebsenergie Strom ist ohnehin in jedem Haus vorhanden und wird durch den Ausbau der Erneuerbaren Energien täglich grüner.

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Der Einsatz von Wärmepumpen in Wärmenetzen, Quartieren und Siedlungen sowie in Industrie und Gewerbeprojekten ist ein entscheidender Baustein, um die Klimaschutzziele der Bundesregierung und Europas zu erreichen. Das Pariser Klimaschutzab-kommen erfordert es, den Wärmesektor bis 2050 CO2-frei zu machen. Bund Länder und Kommunen,

Stadtwerke und Gewerbetreibende müssen hier mit gutem Beispiel vorangehen und Akzente setzen!

Zahlreiche Referenzprojekte zeigen, dass der Kom-bination unterschiedlicher Wärmequellen (Erd-wärme, Grundwasser, Abwärme) und der Einbin-dung weiterer Energie- und Wärmeerzeuger (KWK, PV, Solarthermie) kaum Grenzen gesetzt sind.

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Elektrifizierung des Wärmesektors:  Politisch gewollt, klimatechnisch notwendig

(KFossile Brennstoffe

ohle, Gas)

CO2

Bioenergie

Solarthermie

Erdwärme(Sondenfeld, Kollektoren)

Wasser(Grundwasser, Abwasser, Gewässer)

industrielle Abwärme

industrielle Abwärme

Solarthermie

Bioenergie

Erdwärme(Sondenfeld, Kollektoren)

Wasser(Grundwasser, Abwasser, Gewässer)

Fernwärme

Nahwärme mit Großwärmepumpe

Kalte Nahwärme mit Wärmepumpen

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Ein Kaltes Nahwärmenetz verfügt über eine zent-rale oder mehrere dezentrale Wärmequellen. Im Nahwärmenetz zirkuliert ein Wärmeträgermedium, ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, wel-ches die Wärme von der Wärmequelle aufnimmt. Bei einem Erdsondenfeld als Wärmequellen treten zum Beispiel ganzjährig konstante Temperaturen von zehn bis zwölf Grad Celsius auf. Die aufgenom-mene Wärmeenergie wird über eine Ringleitung zu den einzelnen Verbrauchern geführt. Die Gebäude

docken mittels Wärmepumpe an diese Ringleitung an und können die im Nahwärmenetz verfügbare Wärme auf ein zum Heizen erforderliches Tempe-raturniveau bringen. Neben der Heizung im Winter bietet das Netz auch die Möglichkeit, die Häuser im Sommer ökologisch und wirtschaftlich zu kühlen. Die in den sommerlich-warmen Innenräumen auf-genommene Wärme führen die Leitungen zurück ins Erdreich und können so zum Beispiel eine Rege-neration eines Erdsondenfeldes ermöglichen.

Kalte Nahwärme - Kein Widerspruch, sondern eine Chance!

Vorteile für Netzbetreiber

• Einhaltung der Trinkwasser-Verordnung

• Langfristig planbare Energiekosten

• Keine Abhängigkeit von zusätzlichen Energie- oder Wärmelieferanten

• Enorme CO2-Einsparung

• Einbindung in ein intelligentes Stromnetz (Smart Grid)

• Emissionsfreie Wärme- und Kältelieferung

• Kundenbindung durch Lieferverträge

• Gesetzliche Vorschriften (EnEV / EEWärmeG) werden erfüllt

• Geringe Betriebs- und Verbrauchskosten

Vorteile für Endkunden

• Kein Investitionsrisiko bzw. verringerte Baukosten

• Je nach Abrechnungsmodell keine Investition für die Wärmeerzeugung

• Netzbetreiber gewährleistet Betriebssicherheit

• Gesetzliche Vorschriften (EnEV / EEWärmeG) werden erfüllt

• Monatliche Energiekostenabrechnung (optional)

• Keine Schallemissionen

• Heizen und Kühlen möglich (erhöhter Wohnkomfort)

• Fernwartung durch Netzbetreiber (optional)

• Einfache Heizkostenabrechnung und „kalkulierbare“ Energiepreise

• Beitrag zum Umweltschutz, der sich auch noch im Laufe der Jahre erhöht

Vorteile für Investoren

• Verwendung von ungedämmten, in Ringen angelieferten PE-Rohren

• Ringleitungen dienen zusätzlich als „Erdkollektoren“

• Durch Gleichzeitigkeitsfaktor kann die Wärmequelle kleiner gewählt werden

• „Kühlung“ kann zu einer weiteren Größen- reduzierung der Wärmequelle führen

• Nur geringe zusätzliche Erdarbeiten, da die Verlegung der Erdleitungen parallel zu Wasser- und Abwasserleitungen erfolgen kann

• Netzausbau kann in die Erschließungs- kosten eingerechnet werden

• Mehrsparten-Hauseinführung

• Keine Abnutzung der Rohrleitungen, hohe Lebensdauer

• Staatliche und regionale Förderungen

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Marktanreizprogramm für Erneuerbare Energien

Wärmepumpen bis 100 kW können auch als Teil von Wärmenetzen einen klassischen MAP-Zuschuss vom BAFA erhalten. Es gelten dabei die bekannten tech-nischen Anforderungen der Basis- bzw. Innovations-förderung. Es muss aber für jede einzelne Wärme-pumpe ein eigener Antrag gestellt werden. Für Contractoren und gewerbliche Antragsteller gilt da-bei grundsätzlich das zweistufige Antragsverfahren.

Im Programm Erneuerbare Energien Premium (KfW 271) werden die Errichtung von erdgekoppelten Großwärmepumpen über 100 kW Wärmeleistung sowie die Errichtung von Wärmenetzen gefördert. Großwärmepumpen erhalten einen Tilgungszu-schuss von max. 50.000 EUR sowie zusätzliche Zu-schüsse für Erdwärmesonden. Wärmenetze werden mit max. 1 Mio. EUR Zuschuss gefördert.

Modul II: Realisierung

Modul I: Machbarkeitsstudien

Prämie für Kosteneffizienz:

bis zu 10% extra für das Gesamtsystem

für besonders wirtschaftliche Systeme

PRÄMIE Sonderförderung für experimentelle Einzelkomponenten:

bis zu 75% der Kosten experimenteller Komponenten

FÖRDERUNG

Grundförderung: Bis zu 30% der förderfähigen Kosten

▪ 20–95 °C Netztemperatur ▪ mindestens 50 % Erneuerbare oder Abwärme, davon max. 50% Bioenergie ▪ Kosteneffizienz ▪ Wärmespeicher ▪ mind. 100 Abnahmestellen bzw. 3 GWh/a Wärmeabsatz ▪ Online Monitoring

FÖRDERUNG

Prämie für Nachhaltigkeit:

bis zu 10% extra für das Gesamtsystem

für Systeme mit hohen EE-Anteilen

PRÄMIE

Zusätzlich: Wissenschaftliche Begleitung

100% der Kosten, max. 1 Mio. EUR für wissenschaftliche Begleitung und Kommunikation der Erkenntnisse

KOSTENÜBERNAHMEZusätzlich: Informationsmaßnahmen

80% der Kosten, max. 200.000 EUR für Informationsmaßnahmen zugunsten potezieller Anschlussnehmer

KOSTENÜBERNAHME

Prüfung der Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit eines Wärmenetzes

60% der förderfähigen Kosten, max. 600.000 EUR

KOSTENÜBERNAHME

Link zur BAFA: http://www.bafa.de

Förderung von nachhaltigen Wärmenetzen

Mit der Förderung von „Modellvorhaben Wärme-netzsysteme 4.0“ wird seit dem 1. Juli 2017 erstmals eine systemische Förderung im Bereich der Wär-meinfrastruktur eingeführt. Damit sollen zukunftsfä-hige Wärmenetzsysteme gefördert werden, die den langfristigen Zielen der Energiewende besonders entsprechen.

Gefördert werden sowohl Machbarkeitsstudien als die Realisierung konkreter Projekte. Dabei kann es sich sowohl um den Neubau eines Netzes als auch um die Transformation bestehender (Teil-)Netze handeln. Die zuständige Behörde ist das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).

Die Förderungen aus dem Marktanreizprogramm und aus dem Programm Wärmenetze 4.0 sind nicht kumulierbar.

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Klimaschutzsiedlung in NRW mit Erdwärme-Kaskade

In Greven (zwischen Osnabrück und Münster) ent-stand 2013 das Quartier „Wohnen am Ballenlager“ mit vier Mehrfamilienhäusern im Passivhausstan-dard, das in das Förderprogramm für Klimaschutz-siedlungen des Landes NRW aufgenommen wurde.

Herzstücke des energetischen Konzepts der Kli-maschutzsiedlung sind drei große Sole/Was-ser-Wärmepumpen, eine Photovoltaikanlage sowie eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Die drei Wärmepumpen haben eine Wärmeleistung von bis zu 55,83 kW und sind in Kaskade geschaltet. 37 Erdsonden unter der Tiefgarage, die knapp 100 m tief reichen, liefern Wärme zur Beheizung über Fuß-bodenheizungen und zur Trinkwarmwassererwär-mung aller 58 Wohnungen.

Im Sommer kann das System zur passiven Kühlung der Gebäude genutzt werden. Zwei Warmwasser-speicher und zwei Heizungspufferspeicher mit je 1.000 Litern Fassungsvermögen sorgen dafür, dass den Haushalten immer ausreichend warmes Was-ser zur Verfügung steht. Zwei weitere Pufferspei-cher à 1500 Liter können in Wärme umgewandelten überschüssigen PV-Strom aufnehmen. Die Heizlast des Quartiers beträgt insgesamt 125 kW.

S T E C K B R I E F

Bauherren Elke und Ulrich Riestenpatt-Richter, Ingolstadt

Quartierstyp 4 Mehrfamilienhäuser mit 58 Wohneinheiten

Versorgung Nahwärme

Wärmequelle Geothermie / Erdsondenfeld

Einbindung der Wärmepumpe Zentral (3x1 Kaskade mit insgesamt 55,83 kW)

Jahresarbeitszahl > 4

Heizlast des Quartiers 125 kW

Ökologie Im Vergleich zu einem Gebäude mit konventioneller Heiztechnik werden pro Jahr 74 Tonnen klimaschädliches CO2 eingespart.

PROJEKT 1

GREVEN

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PROJEKT 2

BERLIN-KARLSHORST

Innovative Abwasser-Wärmepumpe beheizt Wohnblock

In Berlin Karlshorst wird ein Quartier von einer Ab-wasser-Wärmepumpenkaskade mit Heizwärme ver-sorgt. Drei Wohnhäuser mit insgesamt 78 Wohnein-heiten sind 2016 auf dem Gelände entstanden.

Sechs Sole/Wasser-Wärmepumpen mit einer Leis-tung von insgesamt 600 kW sind in Kaskade ge-

schaltet, um flexibel auf Heizbedarfsschwankungen zu reagieren. Die Trinkwassererwärmung erfolgt de-zentral über elektronische Durchlauferhitzer. Zwei Gasbrennwertgeräte stehen lediglich für den Not-betrieb der Heizanlage bereit.

Auf einer Länge von knapp 80 Metern wurde ein Rohr-in-Rohr-System in der Abwasser-Druckleitung unter der angrenzenden Straße installiert. Das 12 bis 20 °C warme Abwasser wird durch das innere Rohr (Durchmesser 90 cm) gedrückt. Im rund vier Zentimeter starken Zwischenraum (Ringspalt) zum Außenrohr zirkuliert Wasser als Übertragungsme-dium. Das Abwasser wird dabei um maximal zwei Grad abgekühlt. Für die Nutzung der Abwärme zahlt die betreibende Genossenschaft eine Vergütung an die Berliner Wasserbetriebe. Mittelfristig sollen auch die benachbarten Bestandsgebäude – mit Unterstüt-zung eines zusätzlichen Blockheizkraftwerks – an die Wärmepumpenanlage angeschlossen werden.

S T E C K B R I E F Bauherr Erbbauverein Moabit Berlin eG

Quartierstyp 3 Mehrfamilienhäuser mit 78 Wohneinheiten

Versorgung Großwärmepumpe (600 kW)

Wärmequelle Abwasser (12–20 °C)

Einbindung der Wärmepumpe Zentral (6x1 Kaskade)

Jahresarbeitszahl 6,2

Heizleistung des Systems 600 kW

Ökologie Es gibt eine jährliche Einsparung von 35 Tonnen CO2 gegenüber einer herkömmlichen Gasheizung.

PROJEKT 2

BERLIN-KARLSHORST

Nahwärmenetz in den Frankfurter Stadtgärten

Neben dem Henninger Turm entsteht seit 2013 auf vier Baufeldern ein großes Quartier „Stadtgärten“, das über ein Nahwärmenetz verfügt.

800 Wohneinheiten in mehreren Mehrfamilienhäu-sern hängen an dem Netz, welches aufgeteilt ist auf ein Hochtemperaturnetz (für Trinkwarmwas-ser) und ein Niedertemperaturnetz (für Heizwärme im Winter und Kühlung im Sommer). Verschie-dene Energieträger bedienen das Netz mit Wärme. Das Herzstück bildet die 600 kW Erdwärmeanlage. 260 Erdsonden à 100 Meter Tiefe entnehmen dem Erdboden Wärme, die über die Wärmepumpe in das Nahwärmenetz eingespeist wird. Zusätzliche

Wärme liefert ein im System integriertes Gasbrenn-wertgerät, während ein lokales Blockheizkraftwerk den Strom für die Wärmepumpe liefert. Ein bivalen-tes Heizsystem entsteht. Ein zusätzlicher solarther-mischer Kollektor ist an das Erdsondenfeld geschal-tet und erhöht so die Effizienz der Wärmepumpe. 

Dezentrale solarthermische Anlagen auf den einzel-nen Mehrfamilienhäusern unterstützen die Trink-wassererwärmung. Der Clou ist, dass jede einzelne Wohnung über eine eigene Übergabestation für Heizwärme und Trinkwarmwasser verfügt.

Fertigstellung des Quartiers ist 2019.

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S T E C K B R I E F

Bauherr Quartier am Henninger Turm GmbH & Co. KG

Quartierstyp Mehrfamilienhäuser

Versorgung Nahwärme (35 °C)

Wärmequelle Erdsondenfeld (0-17 °C), Solarthermie, BHKW, Gas

Einbindung der Wärmepumpe Zentral (Groß-WP), dezentral (Übergabestationen in jeder Wohneinheit)

Jahresarbeitszahl

Heizlast des Quartiers 1450 kW

Ökologie Die jährliche Einsparung an CO2 beträgt 420 Tonnen. Das entspricht bei den Stadtgärten einer Einsparung von 36 kWh/m² pro Jahr.

PROJEKT 3

FRANKFURT AM MAIN

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Bei der CO2-Einsparung liegen wir nach Informationen des planenden

Ingenieur büros bei ca. 2.300 t/a.

Durch das ausgeklügelte Gesamtkonzept mit dem saisonalen Erdenergiespeicher kann die Märkische

Scholle eG Ihren Mietern sozialverträgliches Wohnen komplett regenerativ ermöglichen.

Ökologie und Ökonomie sind gemeinsam darstellbar, wenn offene Bauherren, clevere Planer

und innovative Technik zusammentreffen.“ Axel Popp

PROJEKT 4

BERLIN-LICHTERFELDE

Energetische Modernisierung mit Erdspeichern in Berlin

Das Wohnquartier mit 18 Mehrfamilienhäusern in Berlin Lichterfelde-Süd wurde 2014 von der Woh-nungsbaugenossenschaft Märkische Scholle eG auf KfW85-Standard modernisiert.

Das neue Energiesystem der Siedlung, Baujahr 1930 und 1960, baut auf dem offenen Erdwärmespei-cher auf, der gleichzeitig als geothermische Quelle dient. Diese Energiespeicher befinden sich direkt neben jedem der sanierten Gebäude unter der Er-doberfläche und umfassen pro Gebäude ungefähr 400 Kubikmeter Erdreich. Der Erdspeicher ist nach unten zum angrenzenden Erdreich offen und wird nach oben und zu den Seiten hin so gedämmt, dass Wärmeverluste verhindert werden. So beträgt die Speicherkapazität inklusive des unterhalb liegenden Erdreichs zwischen 750 und 1450 Kubikmetern.

Überschüssige Energie von den Solarkollektorflä-chen auf den Dächern wird im Erdspeicher gespei-chert und dient – zusammen mit der natürlichen Wärme im Erdreich – jeder Sole/Wasser-Wärme-pumpe als Wärmequelle zum Heizen. Zusätzlich wird ein Warmwasserspeicher zur Deckung des Warmwasserbedarfs eingesetzt. Durch die solare Sole-Anhebung erreicht die Wärmepumpe eine Sys-temjahresarbeitszahl von 6,0.

Photovoltaik unterstützt das System stromseitig. Außerdem wird Abluftwärme nutzbar gemacht. Im Mittelpunkt des Systems steht zudem der dynami-sche Energie Manager (DEM), der alle Komponenten der Anlage intelligent auf den Verbrauch abstimmt.

S T E C K B R I E F

Bauherr Wohnungsbaugenossenschaft Märkische Scholle eG

Quartierstyp 18 Mehrfamilienhäuser mit 841 Wohneinheiten

Versorgung Nahwärme

Wärmequelle Solar (Solarthermie, PV), Abluft, Erdspeicher (3 bis 23° C)

Einbindung der Wärmepumpe Dezentral, 1 pro Gebäude

Jahresarbeitszahl 6,0 (SJAZ)

Vorheriges Heizsystem Fernwärme

Ökologie Jährliche CO2-Einsparung von 2.300 Tonnen

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PROJEKT 5

TROISDORFGrundwasser-Wärme versorgt Stadtgebiete in Troisdorf

Die Troisdorfer Stadtwerke haben seit 2015 die Neubaugebiete der „Grünen Kolonie“ und „Im Mo-selfeld“ an ein eigens errichtetes kaltes Nahwärme-netz angeschlossen.

In dem System wird über zwei Förderbrunnen das rund 10 °C warme Grundwasser in ein unterirdi-sches Leitungsnetz eingespeist und zu den jeweils angeschlossenen Gebäuden geleitet. Dort wird dem Grundwasser mittels einer Sole/Wasser-Wärme-pumpe die Wärmeenergie entzogen, die für Hei-zung und Warmwasser benötigt wird. Das abge-kühlte Grundwasser wird dann über den Rücklauf des kalten Nahwärmenetzes zu einem von zwei Schluckbrunnen transportiert, über den es wieder in die Grundwasser führenden Schichten gelangt.

Das Grundwasser befindet sich in Troisdorf bei Köln in etwa acht bis zehn Metern Tiefe.

Eines der Neubaugebiete wird komplett über Cont-racting der Stadtwerke Troisdorf versorgt; im ande-ren Gebiet beauftragten einige Eigentümer selbst den Einbau der Wärmepumpe. Bezieht der Teil-nehmer Ökostrom, heizt er quasi klimaneutral. Das Netz ist ein offenes System, dem sich weitere Ab-nehmer anschließen können.

S T E C K B R I E F

Energieversorger Stadtwerke Troisdorf

Quartierstyp 66 Ein- und Zweifamilienhäuser, 1 Mehrfamilienhaus (6 WE)

Versorgung Kalte Nahwärme

Wärmequelle Grundwasser (10–12 °C)

Einbindung der Wärmepumpe Dezentral (1 pro Haus, je 7,9 kW)

Jahresarbeitszahl 4,4

Ökonomie Ca. 1.000 EUR jährliche Betriebskosten

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PROJEKT 6

DOLLNSTEIN

KU Energie DollnsteinDollnstein im Altmühltal

Thomas Kerner, Kommunalunternehmen Energie Dollnstein AdöR

S T E C K B R I E F

Bauherr Kommunalunternehmen Energie Dollnstein AdÖR

Quartierstyp 2 Gewerbeeinheiten, 7 kommunale Einheiten, 31 Ein- und Zweifamilienhäuser

Versorgung Nahwärme (25-80 °C)

Wärmequelle Grundwasser, Flüssiggas-BHKW, Solarthermie, Hackschnitzel

Einbindung der Wärmepumpe 1x zentral (Groß-WP), 42x dezentral

Jahresarbeitszahl 2,5-3 (Groß-WP), 5-7 (dezentrale WP)

Heizlast des Quartiers 1000 kW

Ökologie jährliche Einsparung an Primärenergie von 30–50% gegenüber den vorherigen Heizsystemen.

Flexible Wärme mit Zukunft

Seit 2014 versorgt ein kaltes Nahwärmenetz die kleine Gemeinde Dollnstein in Oberbayern mit Heizwärme. Die 300-Seelen Gemeinde beabsichtigt so, ihren Energieaufwand künftig um rund 70 Pro-zent verringern zu können.

Im Mittelpunkt des Netzes steht die Heizzentrale mit zwei großen Schichtenspeichern: ein zentra-ler 27.000 Liter Pufferspeicher mit ca. 80 °C sowie ein 15.000 Liter Niedertemperatur-Speicher mit ca. 25 °C. Der zentrale Schichtenspeicher wird größten-teils über eine 440 kW Grundwasser-Wärmepumpe in Kombination mit einer Solarthermie-Anlage ge-speist. 110 m² Solarthermie-Kollektoren auf dem Dach der Heizzentrale sorgen für eine Anhebung der Temperatur des 10 °C kalten Grundwassers im zwischengeschalteten Quellspeicher.

Zweiter großer Wärmelieferant für den zentralen Speicher ist ein Flüssiggas-Blockheizkraftwerk mit 250 kW thermischer und 150 kW elektrischer Leistung für

den Strombetrieb der Wärmepumpe sowie einem Gas-Spitzenlastkessel mit 300 kW. Alle Komponenten sind über eine zentrale Gebäudeleittechnik miteinan-der verbunden. Insgesamt 1,3 Millionen Euro inves-tierte die Gemeinde Dollnstein. Der wirtschlftliche Be-treib des Netzes ist bereits sichergestellt, da der dafür notwendige Mindesverbracuh von jährlich 1 Million kWh durch die hohe Anschlussquote übertroffen wird.

S T E C K B R I E F

Eigentümer Drammen Fjernvarme KS

Quartierstyp Innenstadt mit über 200 großen Gebäuden (>1000 m2)

Quartier/Siedlung Fernwärme (ca. 90 °C)

Wärmequelle Meerwasser (8 - 9 °C, aus 40 m Tiefe)

Einbindung der Wärmepumpe Zentral (13,2 MW Groß-WP in 3x2 Kaskaden)

COP-Wert 2,8 – 3,05

Installierte Leistung Fernwärme 45 MW

Ökologie Die jährliche CO2-Einsparung beträgt 15.000 Tonnen pro Jahr gegenüber Gas.

PROJEKT 7:

DRAMMENNORWEGEN

Norwegische Fernwärme mit Wärmepumpe

Im norwegischen Drammen steht eine Hochtempe-ratur-Großwärmepumpe und speist Wärme in das dortige Fernwärmenetz ein, aus dem ein Großteil der Innenstadt mit Heizwärme und Trinkwarmwas-ser versorgt wird.

Als Wärmequelle dient das Meerwasser im Dram-mensfjord, das in 40 Metern Tiefe fast konstant acht °C aufweist. Die Großwärmepumpe kühlt das Meer-wasser auf vier °C ab und pumpt die entnommene Wärme auf rund 90 °C „hoch“. Dabei sind drei Mal zwei Wärmepumpen (beide zusammen 4,5 MW) in Kaskade geschaltet und leisten zwischen zwei MW (im Sommer) und 13,2 MW (im Winter). Die Groß-wärmepumpe liefert rund 85% der Fernwärme, den

Rest stellen Biomasse und Gaskessel. In Drammen besteht Anschlusspflicht an das Fernwärmenetz für alle neuen Gebäude ab 1000 m2.

Durch den Einsatz des natürlichen Kältemittels Am-moniak liegt das Treibhausgaspotenzial der Anlage quasi bei 0, zudem erhöht das Kältemittel den COP-Wert um 25%. Die Großwärmepumpe in Drammen ist sowohl wegen ihres Temperaturniveaus als auch wegen ihrer Klimaneutralität weltweit einzigartig.

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Fernwärmenetz mit Großwärmepumpe

In Wien befindet sich eines der größten Fernwärme-netze in Europa. Rund 370.000 Haushalte und 6.800 Großabnehmer werden mit Wärme bzw. Kälte ver-sorgt.

Das Fernwärmenetz teilt sich in ein Primär-Verb-undnetz (max. 28,5 bar und 180°C) und eine Viel-zahl von Sekundärnetzen (max. 10 bar und 95°C) auf. Wärmequellen für das Primärnetz sind u.a. Abfallverbrennung, Kraft-Wärme-Kopplung, Fern-heizwerke und Biomasse.

Der Anteil erneuerbarer Energieträger lag 2016 bei 21,5 %. Immer wieder wird das Netz erweitert. So speist seit Ende 2016 eine Waffelproduktion Ab-wärme ins Wiener Fernwärmenetz ein, die rund 600 Haushalte in näherer Umgebung versorgt. Eine An-lage zur Nutzbarmachung der Umweltwärme aus dem Donaukanal befindet sich in Bau. 

Im Pilotprojekt „District Boost“ wurde die Einspei-sung mittels Großwärmepumpe in ein Sekundär-netz erprobt, um in Zukunft zusätzliche Abnehmer in bereits ausgelasteten Netzabschnitten versorgen zu können.

PROJEKT 8:

WIEN

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S T E C K B R I E F

Eigentümer Wien Energie GmbH

Quartierstyp 2 Wohnhausanlagen

Austrittstemperaturen Wärmepumpe

65°C bis 75 °C, für Testzwecke bis 90°C

Wärmequelle über geregelten Wärmetauscher aus dem Rücklauf des Primärnetzes (35°C bis 50°C)

Einbindung der Wärmepumpe

250 kW Großwärmepumpe in ein Sekundärnetz

COP-Wert 5,80

Installierte Gesamt- leistung Fernwärme

2.852 MW (Stand 2016)

Ökologie Das Wiener Modell spart jährlich bis zu drei Mio. Tonnen CO2 ein.

Eine Kampagne des Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V. Hauptstraße 3 10827 Berlin

Telefon: 030 208 799 711 E-Mail: info@waermepumpe.de © Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

www.waermepumpe.de